Anna Gillespie PhD, e Yadong Huang MD/PhD, hanno scoperto che l'APOE4, il gene fattore di rischio genetico primario dell'Alzheimer, interrompe l'attività di rete del cervello e compromette la memoria. [Foto: Chris Goodfellow, Gladstone Institutes]
Scienziati dei Gladstone Institutes hanno scoperto come la versione E4 del gene apolipoproteina E (apoE4), il principale fattore genetico di rischio dell'Alzheimer, provoca i disturbi della memoria: distruggendo un tipo specifico di attività cerebrale importante per la riproduzione della memoria.

Il gene apoE4 crea una proteina con lo stesso nome che aumenta notevolmente il rischio di Alzheimer, ed è presente nel 65/80% delle persone con la malattia. Nella nuova ricerca, pubblicata su Neuron, gli scienziati hanno scoperto che la proteina apoE4 cambia l'attività dei neuroni nell'ippocampo, un centro importante della memoria del cervello che è gravemente colpito dall'Alzheimer.

In quest'area, l'apoE4 diminuisce due tipi di attività cerebrale che sono importanti per la formazione della memoria: le sharp wave ripples (increspature acute delle onde) e la slow gamma activity (attività gamma lenta) coincidente. Durante le increspature, le esperienze precedenti sono riprodotte più volte per aiutare a preservarne il ricordo, e l'attività gamma lenta che avviene durante le increspature aiuta ad assicurare che sia accurata la riproduzione di quei ricordi.

"Quando sperimentiamo qualcosa di nuovo, le cellule dell'ippocampo sparano (inviano segnali elettrici) in un ordine particolare. In seguito, queste stesse cellule sparano più e più volte nello stesso ordine per ripetere l'evento, aiutando a consolidare il ricordo in modo da non dimenticarlo", ha spiegato il primo autore Anna Gillespie PhD, ex studente laureato del laboratorio di Huang ai Gladstone. "L'attività lenta che avviene durante le increspature organizza l'attivazione di queste cellule. Se questa attività è interrotta, la riproduzione sarà disorganizzata, compromettendo la memoria".

I topi con apoE4 hanno meno increspature di quelli con la proteina apoE3 normale, e meno attività gamma lenta durante le increspature. Sulla base di questi risultati, gli scienziati si sono chiesti se queste differenze di attività possono influenzare la capacità di formare e riprodurre ricordi.

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno testato dei topi che esprimevano apoE4 in tutte le cellule, tranne che nei neuroni inibitori nell'ippocampo. Da precedenti ricerche, gli scienziati sapevano che questi topi non mostrano segni di morte dei neuroni inibitori nell'ippocampo, e la loro capacità di apprendere e formare ricordi non è compromessa.

Nel corso dello studio, i topi hanno mostrato una normale attività gamma lenta pur avendo un minor numero di increspature. Perciò è l'attività gamma lenta (il coordinamento dell'attivazione delle cellule durante la riproduzione) che sembra essere un fattore cruciale per il consolidamento della memoria, piuttosto che il numero di eventi di riproduzione dalle increspature.

"La nostra ricerca suggerisce che l'interruzione dell'attività gamma lenta durante le increspature è una delle principali conseguenze dell'espressione di apoE4, che probabilmente altera il consolidamento della memoria", ha detto l'autore senior Yadong Huang MD/PhD, ricercatore senior dei Gladstone. "Sapendo questo, possiamo ora lavorare per correggere o ripristinare l'attività della gamma lenta nell'ippocampo per prevenire o alleviare la perdita di memoria nell'Alzheimer".